Thuyêt minh (2)

Nhận xét giảng viên hướng dẫn …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Kết đánh giá Họ tên Trịnh Xuân Hùng Hà nội, ngày tháng năm 2020 Giảng viên hướng dẫn Điểm Nguyễn Văn Diệm Nhận xét giảng viên duyệt đồ án …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Kết đánh giá Họ tên Trịnh Xuân Hùng Hà nội, ngày tháng năm 2020 Giảng viên kiểm duyệt Điểm Nguyễn Văn Diệm Lời cảm ơn Em xin bày cảm ơn đến Tiến sĩ Đỗ Văn Trường, dù bận rộn thầy quan tâm tận tình hướng dẫn cho chúng em suốt trình thực đồ án này, thầy gợi mở cho em đến với đề tài Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Cơ Điện Tử tận tình giảng dạy, trang bị cho em kiến thức quý báu suốt trình học tập thực đề tài Tóm tắt nội dung đồ án Trong nghiên cứu thiết kế chế tạo robot di động có khả leo bám tường, trần nhà thách thức lớn đặt robot phải bám gặp tường có vết nứt khe hở nhỏ, khơng làm bẩn bề mặt tường, bám loại bề mặt khác Với thách thức phương pháp thường hay sử dụng như: giác hút chân không, dùng keo chất dính kết để bám, mơ sinh học từ loài động vật leo trèo, dùng kỹ thuật từ tính … khơng thể đáp ứng Vì mục tiêu đề tài nghiên cứu thiết kế chế tạo robot leo tường sử dụng phương pháp hút khơng tiếp xúc Nội dung phương pháp sử dụng quạt hút khơng khí tạo vùng áp suất thấp có khả hút tường Phương pháp giải khó khăn thách thức nêu Tuy nhiên kinh nghiệm cịn hạn chế thời gian thực có hạn, nên đồ án em cịn thiếu xót, nên mục tiêu ổn định dao động cải tiến mơ chương trình Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để hồn thiện để tài Mục lục Y CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 10 1.1 Tổng quan robot , lĩnh vực nghiện cứu,các cơng trình ngồi nước cơng bố 10 1.1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 10 1.1.2 Các kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố 12 1.2 Mục đích nghiên cứu 15 1.3 Nhiệm vụ giới hạn đề tài 16 1.3.1 Nhiệm vụ 16 1.3.2 Giới hạn đề tài 16 1.4 Yêu cầu kỹ thuật 16 1.5 Phương pháp nghiên cứu 16 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KÊ MƠ HÌNH ROBOT LEO TƯỜNG 17 2.1 Yêu cầu thiết kế hệ thống 17 2.2 Cấu trúc robot leo tường 17 2.3 Nguyên tắc bám tường robot 18 2.4 Thiết kế khí 18 2.4.1 Ý tưởng 18 2.4.2 Thiết kế khung xe .19 2.4.3 Hệ thống bánh dẫn giúp robot di chuyển 19 2.4.4 Những phương án bố trí hệ thống bánh dẫn ứng dụng thực tế .20 2.4.5 Phân tích chọn hệ thống bánh dẫn cho robot leo tường .22 2.4.6 Tính tốn cơng suất động 23 2.4.7 Giới thiệu nguyên lý hoạt động động Servo .25 2.4.8 Lựa chọn phần tử kết cấu mô 3D 26 2.4.9 Cơ sở lý thuyết học 29 CHƯƠNG THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỀN 34 3.1 Phân tích chọn phương án 34 3.2 Hàm truyền động 34 3.3 Mô Matlab 36 3.4 Giới thiệu Arduino 38 3.5 Chân kết nối chức chân .39 3.6 Vi xử lý .40 3.7 Giới thiệu Bluetooth .40 3.8 Mạch kết nối điện robot 42 3.9 Lập trình Arduino .43 3.10 Lắp mạch kiểm tra 49 3.10.1 Cách điều khiển .49 3.10.2 Kiểm tra chạy thử 49 CHƯƠNG KẾT QUẢ, KẾT LUÂN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 51 4.1 Kết .51 4.2 Kết luận 51 4.3 Hướng phát triển đề tài .51 Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Người giúp việc lau cửa kính tịa nhà 11 Hình 1.2 Cơng nhân sơn tường cho tòa nhà 11 Hình 1.3 Robot lau kính nhà cao tầng .12 Hình 1.4 Các kiểu kế Robot City-Climber 12 Hình 1.5 Robot stickybot .13 Hình 1.6 Robot Rise 13 Hình 1.7 Robot ROCR 14 Hình 1.8 Bốn kiểu robot Amir Shapiro thiết kế 15 Hình 2.1 Mơ ngun lý hút chân không 18 Hình 2.2 Các kiểu bánh xe tiêu chuẩn 19 Hình 2.3 Kiểu bánh xe đa hướng 20 Hình 2.4 Gỉa định hệ thống bánh dẫn cho robot 22 Hình 2.5 Phân tích lực robot leo tường 22 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí bánh xe cho robot leo tường .23 Hình 2.7 Sơ đồ phân tích lực robot leo tường 24 Hình 2.8 Cấu tạo động Servo DC 25 Hình 2.9 Cấu tạo động Servo AC 25 Hình 2.10 Mơ hình 3D robot 28 Hình 2.11 Hệ tọa độ robot 29 Hình 2.12 Vân tốc vc robot 30 Hình 2.13 Robot di chuyển theo phương 31 Hình 2.14 Robot di chuyển theo phương Y 31 Hình 2.15 Hệ tọa độ cố định O0X0Y0Z0 32 Hình 3.1 Mạch động servo DC 34 Hình 3.2 Sơ đồ hệ kín 37 Hình 3.3 Khối chức Matlab .37 Hình 3.4 Đặc tính độ với hàm truyền liên tục .38 Hình 3.5 Kit Arduino Pro Mini Atmega328 3V3 16M 38 Hình 3.6 Các chân chức Kit Arduino Pro Mini 39 Hình 3.7 Modul Bluetooth HC06 Slave .41 Hình 3.8 Các chân chức Modul Bluetooth HC06 41 Hình 3.9 Sơ đồ mạch điện robot .42 Hình 3.10 Giao diện lập trình Arduino IDE .44 Hình 3.11 Cách điều khiển robot .49 Hình 3.12 Giao diện ứng dụng “ Robot” 49 Hình 3.13 Hình dáng kết cấu, robot leo tường 50 Hình 3.13 Điều khiển robot chạy thử 50 Danh mục bảng biểu Bảng 1.1 Các thông số đặc trưng robot City-Climber [4] .13 Bảng 2.1 Những phương án bố trí hệ thống bánh dẫn ứng dụng thực tế 20 Bảng 2.2 Danh sách linh kiện .27 Bảng 3.1: Một vài thông số Arduino Pro Mini Atmega328 3V3 16M 39 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan robot , lĩnh vực nghiện cứu,các cơng trình ngồi nước cơng bố 1.1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu Robot xuất sống từ lâu ngày trở thành phần thiếu sống đại Chúng ta góp phần vào cơng lao động, robot làm nên cách mạng lao động, khoa học phục vụ đắc lực cho ngành khoa học : Khoa học quân , khoa học giáo dục… Vậy robot xuất từ nào? Năm 1921 nhà soạn kịch Karel Capek người Tiệp Khắc đưa lên sân khấu kịch có tiêu đề “ Romands Univesal Robot” Theo tiếng Séc “ Robot” nghĩa “ Người tạm dịch” Có thể nói ý tưởng ban đầu cỗ máy có khẳ thao tác ngư người Đến trước chiến tranh giới thứ hai nhu cầu máy móc có khẳ thay người môi trường làm việc độc hại trở nên cấp thiết Ban đầu cấu máy hoạt động giống tay máy người vận hành Cấu tạo bao gồm khớp hệ thống dây chằng Người vận hành điều khiển thông qua cấu khuếch đại khí Trong chiến tranh giới lần thứ hai (năm 1945), xuất cấu máy điều khiển từ xa để cầm nắm chất phóng xạ Cho đến năm 1950 với đời kỹ thuật điều khiển chương trình số NC (Number Control) kỹ thuật tay máy lúc kết hợp kỹ thuật điều khiển xa điều khiển chương trình số Sự kết hợp tạo hệ máy điều khiển từ xa có khả mềm dẻo, khả tự động hoá cao gọi tên robot Năm 1949, máy phay điều khiển số đời phục vụ sản xuất Mỹ Đến năm 1960 George Devol đưa mẫu Robot Năm 1961 Mỹ Robot công nghiệp (IR: Industrial Robot) đưa thị trường: RobotUnimat 1990 (Do trường đại học MIT chế tạo) Robot phản hồi lục ứng dụng vào công nghiệp sản xuất ô tô Theo số thống kê đến năm 1990 tồn giới triển khai ứng dụng khoảng 300.000 IR Do phát triển mạnh mẽ kỹ thuật Vi xử lý Tin học mà số lượng IR tăng nhanh chóng tính có nhiều bước đột phá, giá thành đơn vị IR giảm dần Ngày nay, Robot nghiên cứu nhiều để phần thay sức lao động người Tuy nhiên có vấn đề đặt thách thức người làm Robot, phải thiết kế Robot leo tường, leo trần nhà để quét dọn lau chùi (thường vào dịp lễ, tết cổ truyền nhà nhà phải quét ván nhện, lau tường, trần nhà) Công việc từ trước đến người phải thực tay công việc vất vả, đứng sàn nhà mà ngước mặt nhìn lên để quét dọn thời gian dài mõi cổ, mõi mắt dễ bị chóng mặt Trước yêu cầu thách thức 10